線性電磁力控制系統(tǒng)試驗和研究.pdf

1、隨著自動控制技術的發(fā)展，電磁鐵的運用已經(jīng)相當廣泛，其中線性電磁鐵以其工作可靠，控制精度高等特點，近幾年來成為電磁鐵研究的重點。線性電磁鐵分為力控制型、行程控制型、位置調節(jié)型，其不同類型的電磁鐵應用于不同的場合。本文主要研究力控制型線性電磁鐵。用于解決稱重系統(tǒng)中，系統(tǒng)失衡問題，即當系統(tǒng)失衡時，及時在失衡處添加一個同等的力，使系統(tǒng)重新達到平衡。
　　 本文首先介紹了電磁鐵中磁場磁路的基本原理知識和定理。根據(jù)試驗要求對電磁鐵的結構參數(shù)

2、進行了設計，包括電磁鐵結構的選型、電磁鐵尺寸的設計，電磁鐵材料的選擇，電磁鐵線圈的繞線方式的選擇，電磁鐵線圈直徑的選擇，電磁鐵線圈匝數(shù)的計算等等。并采用磁路分析的方法，擬定了試驗所用的電流大小和繞磁線圈匝數(shù)的大小，對直流電磁鐵的電磁力大小進行了初步的計算。
　　 其次，采用ANSYS仿真軟件，建立的E型電磁鐵的有限元模型，通過向電磁鐵加載線性電流的方法，得到了E型電磁鐵的F-I鐵性曲線，驗證了E型電磁鐵的F-I鐵性曲線的非線性。

3、
　　 再次，提出了采用前饋補償?shù)姆椒▉斫鉀QE型電磁鐵的F-I特性曲線的非線性問題，并設計了針對E型電磁鐵的F-I特性曲線非線性問題的前饋補償算法。并通過Matlab/Simulink數(shù)學仿真軟件，在采用了補償控制和沒有采用補償控制兩種情況下進行了仿真分析，并對比了仿真結果，證明了采用補償控制后，E型電磁鐵的F-I特性曲線有了改善，且呈明顯的的線性關系。
　　 然后，對線性電磁力控制系統(tǒng)的硬件電路進行了設計，提出了在主電

4、路中采用H橋斬波器對E型電磁鐵的電磁力進行控制，控制電路中采用TMS320F2812的EV模塊來對H橋斬波器進行調節(jié)，檢測電路中采用電流傳感器來實時檢測控制電流的大小的方法。并基于以上硬件設計對相應的軟件也進行了設計，包括采用SPI口對信號的采集和采用EV模塊對PWM輸出信號的控制，并在DSP上實現(xiàn)了前饋控制的算法。
　　 最后，搭建了線性電磁力的試驗平臺，包括試驗臺、E型電磁鐵、控制電路板、電流控制器、拉壓傳感器、電流數(shù)碼顯示